应用扩展的线性调频变标算法进行机载SAR数据的精处理

针对扩展的线性调频变标(extended chirp scaling,ECS)算法能精确校正距离单元徙动和具有精确的二次距离压缩的特点,提出了用ECS算法来精确处理机载SAR数据。具体方法是在原始CS函数的基础上,加入了一个新的方位尺度函数和一个子孔径方法,给出了实现该方法的具体步骤。并用点目标对此方法进行了仿真,最后针对试验数据进行了精处理,得到了高清晰、高分辨率的SAR图像。

基于线性调频变标原理的SPECAN成像算法

在擦地角较大的前斜合成孔径雷达(SAR)模式下,距离走动会随斜距明显变化。传统SPECAN成像算法只以中心斜距为参考进行了走动校正,使得测绘带距离边缘仍会有残余的距离走动,最终导致目标的散焦。为了解决该问题,提出了一种基于线性调频变标原理的SPECAN成像算法。该算法首先在二维时域乘以Chirp Scaling因子,去掉了距离走动的距离空变性,然后使用传统SPECAN成像算法完成图像的二维聚焦。仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性。

基于切比雪夫多项式的新形式调频变标合成孔径雷达成像算法

该文提出一种基于切比雪夫(Chebyshev)多项式逼近的新形式的调频变标(Chirp Scaling,CS)SAR成像算法。该算法采用切比雪夫多项式逼近替代了原始CS算法中对回波信号2维频谱的泰勒(Taylor)级数展开近似,公式更加精确。然后利用光学系统抽象出的数学模型确定变标函数以校正距离徙动。并且该算法使由近似引入的误差有了上界限,改善了场景边缘点的聚焦效果,增加了场景的聚焦深度。仿真结果验证了该算法的有效性。

基于变步长LMS算法的线性调频引信噪声抑制

利用自适应滤波技术,研究了线性调频引信通带内噪声的抑制问题。根据线性调频信号与噪声可预测性的差异进行噪声抑制,分析了噪声抑制原理。仿真结果表明,在SNB=-5dB时仍然可以达到很好的噪声抑制效果;在算法收敛的条件下,信噪比越小,噪声抑制对信噪比的相对改善越大。

宽带宽测绘带SAS非线性线频调变标算法

为解决大带宽发射信号下的宽测绘带合成孔径声呐成像问题,提出了一种扩展的非线性线频调变标成像算法。算法通过将点目标响应的二维谱进行泰勒级数展开并保留至四阶项,有效提高了算法的宽带适应性;通过考虑等效调频斜率随时延差量的一阶线性及二次非线性变化特性,有效提高了算法的宽测绘带适应性;通过在推导由三次和四次相位滤波及非线性线频调变标操作时引入的相关参量的过程中,充分考虑等效调频斜率随时延差量的二阶非线性变化特性,精确补偿了距离向频率高阶相位项带来的误差,有效提高了成像质量。仿真试验结果验证了算法的有效性。

改进的双站SAR线性调频尺度成像算法

双站合成孔径雷达(SAR)具有隐蔽性和反侦察等优点,但对于双站SAR方位向移变结构的成像研究较少。本文提出了一种基于双站平飞移变模式下改进的双站SAR线性调频尺度成像算法(CS)。该CS算法利用了一种将双站回波等效为单站回波处理的简化方法,引入了收发双站速度比因子,可在双站速度比值不超过1.5的情况下较好地成像,并通过仿真和对实际数据的处理验证了算法的有效性。

FMCW SAR频率变标算法研究

根据调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)的特点及其信号模型,研究了频率变标算法在FMCWSAR成像中的成像方法,给出了频率变标处理距离单元徙动(RCM)中的校正压缩处理,以及算法的流程。点目标仿真结果证实算法有效。

一种改进的补偿因子区域不变CS算法及Simulink模型建模

相位补偿因子、距离向补偿因子和方位向补偿因子的产生是合成孔径雷达实时CS(Chirp Scaling,调频变标)算法中的关键。针对一种现有的补偿因子区域不变CS算法进行了改进,对于更新步长内各单元的统一补偿因子,采用该区域内所有单元频率平均值对应的补偿因子,代替原来使用的第一个单元对应的补偿因子,使得最终的补偿结果相比于原有算法更加均匀,计算量与原有算法相当。经过Matlab仿真验证,改进算法的成像指标得到提升。为便于生成FPGA代码,采用Simulink工具搭建了用于生成改进算法中三种补偿因子的模型。将Simulink模型输出的代码加载到Vivado软件中,对Vivado输出的补偿因子与由Matlab输出的精确补偿因子进行了对比,精度满足要求,验证了所搭建Simulink模型的准确性。

改进的NLCS星弹双基SAR俯冲前视成像算法

在俯冲阶段由于导弹具有加速度,速度大小和方向会发生急剧变化,其收发瞬时斜距会变复杂,将导致距离-方位向耦合严重和方位空变性问题,若直接进行方位向聚焦压缩,会造成图像畸变。针对这两个难题,采用一种改进的非线性变标(Nonlinear Chirp Scaling,NLCS)算法运用到新型星弹双基系统模型中。首先建立了星弹双基系统模型;接着利用级数反演法推导了二维频谱表达式,在二维频域中通过完成距离压缩和徙动校正来消除距离-方位耦合的影响,再利用改进的NLCS算法对方位向多普勒调频率进行补偿解决方位向空变性问题,完成方位向压缩聚焦,从而得到良好的成像结果。与改进的距离多普勒(Range Doppler,RD)算法相比,该算法减少了1.013×10^(8)浮点运算量(Floating Point Operations per Second,FLOPS),边缘点方位向聚焦效果有了很大的改善,方位向峰值旁瓣比(Peak Sidelobe Ratio,PSLR)、积分旁瓣比(Integrated Sidelobe Ratio,ISLR)、分辨率分别提升了2.41 dB,1.29 dB,1.16 m,证明了该方法的有效性与可行性。

基于扩展波数域的机载双天线干涉SAR自配准成像算法

为减少机载双天线干涉SAR繁杂的图像配准处理过程,该文提出了基于扩展波数域(w K)的距离向自配准成像算法。该算法针对双天线因路径差引起的失配问题,在成像处理阶段通过采用高阶多项式拟合的手段,利用变标原理实现了图像对在距离向的精确配准。通过对仿真数据和X波段实际数据的处理,获得了较好的干涉条纹图,验证了算法的有效性。

一种同轨双基SAR的非线性CS成像算法

针对大斜视情形下同轨双基合成孔径雷达(SAR)中目标的距离徙动和二次距离压缩(SRC)的空变性问题,基于严格解析的双基频谱,提出了一种适用于同轨双基SAR的非线性线频调变标成像算法.与适用于小斜视角条件的线频调变标成像算法不同,该算法不仅考虑了调频率随多普勒频率的变化,而且也考虑了其随距离的线性变化,更好地实现了同轨双基SAR中SRC的精确补偿,取得了满意的聚焦效果.仿真实验验证了所提算法的有效性.

基于二阶Keystone变换的双站前视SAR成像算法

由于回波信号具有剧烈的二维耦合和距离徙动特性,相比传统的单站合成孔径雷达(SAR)而言,双站SAR数据的成像处理更具有挑战性,双站前视SAR则更是如此。由于没有解决距离徙动的空变性和高阶距离-方位耦合,导致目前现存的成像算法效果较差,成像范围也受到较大限制。针对上述问题,文中提出了一种基于二阶Keystone变换(KT)和改进的非线性调频变标(NLCS)方法的成像算法。首先,利用线性距离徙动矫正去除线性距离徙动和多普勒中心频率;然后,采用二阶KT来补偿距离弯曲;最后,采用改进的非线性调频变标方法用于均衡不同点目标方位空变的多普勒调频率。仿真结果证明了该算法的有效性。

改善线性调频脉冲干扰自适应抵消效果的一种新方法

针对线性调频脉冲（ＬＦＭ）干扰自适应抵消的跟踪问题，提出了一种新的变采样率方法，根据ＬＭＳ算法响应ＬＦＭ输入的稳态权特性解释了变采样率能改善自适应算法跟踪能力的原因，并对相同情况下固定采样率和变采样率的性能进行了仿真比较．

基于级数反演的斜视FMCW SAR成像算法研究

在斜视调频连续波(FMCW)合成孔径雷达(SAR)成像中,斜距的三次项不仅会对相位产生影响,同时对包络也会有影响.如果不进行有效校正,将会影响到SAR图像的聚焦效果.针对这个问题,本文利用级数反演的方法推导出斜距展开到三次项时回波信号的距离多普勒频谱表达式,并在距离多普勒域上对三次项进行包络和相位滤波处理.此外,考虑到时域走动校正带来方位空变性问题,本文利用方位非线性变标算法(NCS)解决其沿方位空变性问题并给出结合运动补偿的实测数据处理的算法流程图.最后通过对多个点目标的场景进行仿真实验以及实测数据处理来验证本文成像算法的可行性和有效性.

合成孔径成像激光雷达成像算法研究

在描述了调频连续波信号模型以及其外差接收体制特点的基础上,针对传统合成孔径雷达的"一步一停"模型中忽略的平台连续运动引入的多普勒频移项,采用线性调频连续波信号的合成孔径成像激光雷达瞬时距离较传统合成孔径雷达的改变.推导出在该模型下一种适用于机载合成孔径成像激光雷达系统的频率变标算法,一并考虑了在连续波信号模型中多普勒频移项对成像的影响.仿真证明了该算法能有效补偿平台连续运动带来的影响.

调频连续波SAR信号分析与成像研究

针对调频连续波SAR与脉冲式SAR工作体制的不同,从而带来不同的回波表现形式,该文对调频连续波SAR回波信号进行了建模,分析了信号的特征,揭示了平台的连续运动在距离向产生一个多普勒频移的特性,将去斜接收体制固有的残余视频相位分离成卷积的形式,并在频域完成补偿,给出了适宜于连续波SAR成像处理的改进频率变标算法,相对于原有的频率变标算法,几乎没有增加额外的运算量。最后通过点目标仿真验证了该文分析的正确性和所提算法的有效性。

基于俯冲模型的频域距离走动校正NLCS-SAR成像算法

弹载SAR末制导阶段的高速、俯冲、大斜视等特点使得常规SAR成像算法失效,为此,该文首先建立了精确的俯冲SAR回波信号模型,并根据大斜视下距离徙动主要由距离走动构成这一特点,先行补偿距离走动以使大斜视成像转化为等效小斜视或正侧视成像,简化后期成像处理,而后再利用方位向非线性变标方法解决补偿距离走动带来的多普勒调频率随方位时间空变问题,使得同一距离门的方位压缩可在相同参数下进行,从而有效增大方位向的聚焦深度。仿真实验验证了算法的有效性。

多输入多输出阵列的机载前视雷达成像算法

机载前视成像有着很多潜在的应用,如在能见度很低的天气实现飞机的导航和盲降等.针对一种基于多输入多输出布阵的机载前视成像系统,通过结合调频变标算法和波束形成技术,推导出了适用于该机载前视成像雷达系统的成像算法,根据实际的飞行参数进行仿真实验.仿真结果表明:该算法可以对目标场景进行精确的成像;该系统与普通线阵前视合成孔径雷达相比,不仅避开了须求高重复脉冲周期的问题,也大大减少了天线阵列中使用的阵元数.

基于非均匀FFT的超宽带合成孔径雷达高效成像算法

超宽带合成孔径雷达(ultra-wideband synthetic aperture radar,UWB-SAR)成像算法中后向投影算法(back-projection algorithm,BPA)和可扩展的Omega-K算法成像精度很高,但成像处理中的复数插值操作带来了较大的运算负担。非线性调频变标算法(nonlinear chirp scaling algorithm,NCSA)不存在复数插值处理,成像效率较高,由于级数展开处理存在近似,SAR图像存在一定的距离方位耦合副瓣。提出了一种新的UWB-SAR成像算法,通过对SAR距离脉压后的距离时域数据进行非均匀傅里叶变换,去除距离方位的耦合。图像消除了距离方位耦合副瓣,具有较好的质量。随着成像点数的增多,本文算法成像效率接近NCSA成像效率。仿真结果验证了该算法的正确性。

一种多普勒域走动校正的斜视SAR成像算法

为了解决时域校正走动带来的方位空变性问题,提出了一种在方位多普勒域走动校正的斜视合成孔径雷达(SAR)成像算法。文中利用级数反演理论,将斜距公式展开至三次项,推导出SAR回波信号的两维频谱表达式。再从两维频谱出发,提出了基于两维频谱匹配滤波的斜视SAR成像算法。该算法考虑到距离空变性问题,提出先在两维频域进行走动校正和相位预滤波,接着在距离多普勒域进行线性频率变标的处理方法,经过距离脉压和方位脉压能够得到聚焦良好的SAR图像。此外,该方法与距离徙动(RMA)算法相比可以有效地降低需要处理的数据量。最后,临近空间SAR仿真实验证明本文提出方法的可行性和有效性。